Как выполнить расчет ЭМС регулируемого источника питания переменного тока
Показатели электромагнитной совместимости являются важным требованием к регулируемому источнику питания переменного тока. Основываясь на требованиях к полезности регулируемого источника питания переменного тока, его характеристики ЭМС должны не только соответствовать индексу помехоустойчивости более высокого уровня жесткости и квалифицированному пределу электромагнитных помех, но, что более важно, они должны соответствовать его нагрузке (чувствительной к ЭМИ). электронное оборудование) для обеспечения достаточного запаса по электромагнитной совместимости. В этом документе в сочетании с требованиями к характеристикам ЭМС продукта подробно объясняются соответствующие требования и методы испытаний, а также высказываются личные мнения.
1 Основные понятия
Электромагнитная совместимость (ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ, называемая ЭМС) является важным показателем качества электрических и электронных изделий. Можно считать, что качество продукции в основном складывается из двух основных содержаний: нормы качества и технические показатели. Первый включает в себя общие нормы, то есть международный IEC, и основные стандарты, сформулированные страной в Китае; последнее - регламентация функций продукта и его технических требований. Электромагнитная совместимость и требования безопасности являются основными стандартами. Теперь EMC сформировала полную систему из базовых стандартов, общих стандартов, семейных стандартов и стандартов на продукты. Кроме того, на международном уровне существует специальное законодательство для этой цели. Например, в Европейском Союзе были сформулированы правила, предусматривающие, что с 1 января 1996 года электрические и электронные изделия должны пройти квалификационную сертификацию по управлению низким напряжением (Директива по низковольтному оборудованию) и управлению по электромагнитной совместимости (Директива по ЭМС), прежде чем их можно будет продавать в магазин. За прошедшие годы в Китае были официально выпущены новые стандарты ЭМС. Однако следует отметить, что соответствующие стандарты ЭМС МЭК будут продолжать обновляться с черновых или старых версий до официальных версий, а соответствующие национальные стандарты ЭМС также будут постоянно обновляться и выпускаться, и последняя версия будет иметь преимущественную силу для соответствующих ЭМС. тесты.
Так называемая ЭМС определяется в GB/T4365-1996 «Терминология электромагнитной совместимости» как способность устройства или системы нормально работать в своей электромагнитной среде, не вызывая неприемлемых электромагнитных помех чему-либо в окружающей среде. Это определение суммирует три аспекта. Во-первых, ограниченность электромагнитных помех. Электромагнитные помехи распространены повсеместно, но они могут быть ограничены стандартами качества, а их вредность может быть ограничена техническими средствами. Это означает, что предельное значение интенсивности излучаемых электромагнитных помех должно быть предусмотрено для продукта, чтобы обеспечить квалификацию электромагнитной среды. Во-вторых, невосприимчивость к электромагнитным помехам. Это означает, что изделие должно нормально работать в электромагнитной среде с заданной интенсивностью электромагнитных помех без снижения его эксплуатационных характеристик. В-третьих, стандартизация и совместимость электромагнитной среды. Другими словами, принятие каких-либо мер против электромагнитных помех не может ухудшить работу самих себя или других продуктов или систем в той же электромагнитной среде и может сосуществовать только дружественным «мирным» образом. Например, для уменьшения кондуктивных помех конденсатор подключается параллельно между фазной линией питания оборудования и линией заземления. Для оборудования емкость конденсатора должна соответствовать требованиям предельного значения тока утечки в стандарте безопасности; для системы необходимо предотвратить его превращение в источник системных помех и влияние на работу системы. Таким образом, испытание изделия на электромагнитную совместимость должно включать два аспекта: (1) Проверка интенсивности электромагнитных помех, которые оно отправляет во внешний мир, чтобы подтвердить, соответствует ли оно требованиям к предельным значениям, предусмотренным в соответствующих стандартах.
Элементы и требования для испытаний на электромагнитную совместимость
Требования к испытаниям на электромагнитную совместимость делятся на 3 категории в зависимости от использования продукта: а именно, военное использование, промышленное и коммерческое использование, а также гражданское и жилое использование. Тестовые задания, требования и методы последних двух относительно непротиворечивы, а разница заключается в требованиях к показателям. Военная категория сильно отличается от двух последних категорий из-за ее специального использования. Кроме того, в силу специфики использования к авиационной и морской технике предъявляются такие же высокие требования, как и к военной технике, и существуют международные общие стандарты и спецификации. Исходя из условий использования регулируемых блоков питания переменного тока, продаваемых на рынке, в этой статье основное внимание уделяется последним двум категориям.
В связи с растущим вниманием общества к вопросам ЭМС, касающимся многих профессий и продуктов, МЭК рассматривает требования ЭМС в качестве основного стандарта МЭК. Это известный стандарт серии IEC61000. Этот стандарт считается на международном уровне общим стандартом, имеющим такое же значение, как и стандарт безопасности. Один из них, IEC61000-4 «Технология тестирования», является основным стандартом для проведения испытаний на электромагнитную совместимость. Поскольку технология ЭМС является сложной, междисциплинарной и постоянно развивающейся новой технологией, соответствующие элементы, требования и методы испытаний ЭМС также постоянно пересматриваются и совершенствуются. Поэтому многие элементы в IEC61000-4 еще официально не выпущены и все еще находятся в черновой форме. Чтобы читателям было легче понять эти знания, мы представим проекты, связанные с регулируемыми источниками питания переменного тока, и сосредоточимся на проектах IEC, принятых соответствующими национальными стандартами.
Условия и методы испытаний на ЭМС
Тестирование зависит от трех факторов: методов, техники и оборудования. Метод определяется как принципом измерения, так и использованием испытательного оборудования. Технология - это все методы испытаний, принятые для получения правильных результатов испытаний (более высокая точность), а оборудование - это все, что отражает два вышеуказанных фактора для проведения испытаний. техническое устройство. Все они должны быть стандартизированы, чтобы гарантировать воспроизводимость и достоверность тестов.
Условия испытаний на электромагнитную совместимость определяются методом испытаний. Конкретные методы испытаний делятся на стендовые, проводимые в лабораторных условиях, и полевые, проводимые в реальных условиях эксплуатации. Невозможно смоделировать все интерференционные явления, с которыми можно столкнуться в полевых условиях, тем более полевой метод имеет непреодолимые ограничения. Однако с помощью стандартизированных испытаний можно получить более полную информацию о характеристиках ЭМС тестируемого устройства. По этой причине международная рекомендация состоит в том, чтобы сначала принять метод испытательного стенда, если только он не может быть выполнен в лаборатории, полевой метод обычно не используется.
Основной метод испытаний на помехоустойчивость заключается в выборе соответствующего уровня жесткости в соответствии с условиями электромагнитной среды оборудования в сочетании с мерами, принятыми пользователем для оборудования, в соответствии с соответствующими методами испытаний и, наконец, в оценке результатов испытаний. результаты в соответствии с условиями квалифицированного суждения, предложенными стандартами на продукцию. В этом основное отличие теста на невосприимчивость от других тестов.
Источник электромагнитных помех в электромагнитной среде, способ подключения источника электромагнитных помех к оборудованию, чувствительность оборудования к электромагнитным помехам и меры защиты пользователя на рабочем месте напрямую связаны с уровнем серьезности. То есть среда использования определяет форму помех, а условия защиты установки определяют уровень серьезности помех. В GB/T13926.4 конкретно оговариваются условия электрической среды при эксплуатации оборудования, соответствующие уровню серьезности электромагнитной среды:
Уровень 1 с хорошо защищенной средой, такой как компьютерный зал;
Уровень 2, защищенные среды, такие как диспетчерские или терминальные помещения заводов и электростанций;
Уровень 3, типичная промышленная среда, такая как промышленные технологические устройства, релейные залы электростанций и открытые высоковольтные подстанции;
Уровень 4, суровые промышленные условия, такие как электростанции, промышленное технологическое оборудование без специальных мер по установке, открытые площадки и т. д.
В IEC801-5 источником перенапряжения является переходный процесс при переключении питания или переходный процесс при непрямом ударе молнии, а условия установки и средства защиты оборудования классифицируются следующим образом (применительно к перенапряжению):
Класс 0: Хорошо защищенная электрическая среда с первичной и вторичной защитой от перенапряжения, обычно в специальном помещении, при этом перенапряжение не должно превышать 25 В;
Категория 1: электрическая среда с локальной защитой и первичной защитой от перенапряжения, а также перенапряжение не превышает 500 В;
Тип 2: линия электропередачи отделена от других линий, электрическая среда с хорошей изоляцией кабеля, а перенапряжение не превышает 1 кВ;
Категория 3: электрическая среда, в которой силовые и сигнальные кабели проложены параллельно, а перенапряжение не превышает 2 кВ;
Категория 4: Соединительная линия проложена вдоль силового кабеля, так как она находится на открытом воздухе, и в электрической среде, где в электронной схеме и электрической цепи используются кабели, перенапряжение не превышает 4 кВ;
Категория 5: Электрическая среда, в которой электронные устройства подключены к телекоммуникационным кабелям и воздушным линиям электропередач в ненаселенных районах.
Для категории 0 нет тестов на перенапряжение. Источники питания общего назначения относятся к электрической среде Класса 1 или Класса 2, а уровень серьезности может быть выбран как Класс 1 или Класс 2.
